BIM技术作为建筑行业数字化的排头兵，受到了越来越多的关注。在交通行业，模型作为信息的载体，是实现数字化的首要前提，目前涵洞的BIM建模基本上都是通过手动完成，这种手动模式无法适应涵洞高效、精确的建模需求，而且不能满足项目建设全生命周期的管理需要，为了改变这一现状，本文提出一种基于Revit的涵洞参数化自动建模方法。

首先在Revit中建立参数驱动的标准涵洞族样板；接着在Revit中使用C#进行二次开发，实现涵洞的参数化建模；最后通过数据库技术，以模型作为载体，通过链接数据库的方式，实现涵洞的信息化，为项目建设全生命周期的管理打下坚实基础。

涵洞参数化自动建模技术路线

族的作用

作为Revit模型的重要载体，是建立模型的基本图素。族的作用不仅仅是以不同族拼接建立模型，还在于族可以通过参数值的调整，形成不同族的类型实例，这将极大地拓展各类族的适用范围，并方便设计师高效精确地进行参数化设计。对Revit族进行自定义参数化，将避免用户在使用不同尺寸参数的同一族时的重复建族，而是可以直接通过调整相关参数达到同样效果。这将很大程度地将设计师从繁复的设计中解放出来，提高设计效率，改善用户体验。应用涵洞标准族，可以实现对常见相关类型的涵洞，包括单双基础、盖板涵、圆管涵及跌水井、挡土墙等附属设施进行参数化设计，并可以实现对常见类型进行参数化转换。

整体模型族的参数驱动

通过对涵洞基础族的参数进行数字化驱动，通过修改模型开关命名参数，就能实现多种涵洞基础的变化，如表1所示。

单个构件族的参数驱动

通过对八字墙尺寸参数的设置，就可以驱动八字墙尺寸的参数化改变。

涵洞八字墙族及尺寸参数

技术选型

Revit提供了一套完善的API来帮助用户进行开发，目前在Revit中开发有两种方式，第一种方式是通过Dynamo中可视化节点编程来实现，第二种方式是通过C#直接调用Revit Api进行开发。本文采用的是第二种方式，因为较第一种方式而言，直接调用Revit提供的Api接口，在开发上更为灵活，程序上更容易调试，并且通过C#可以很方便地链接数据库来对模型数据进行管理。

参数化自动建模基本思路

参数化自动建模思路如图所示：

1.提取路线数据及构件参数形成建模所需表格；

2.生成2D、3D设计线，并且计算出构件的位置以及旋转角度；

3.根据上一步中计算出来的位置值、建模表格中构件的尺寸参数和行业规范编码参数等，对标准族库进行赋值；

4.将整个过程中产生的关键数据写入数据库。

程序架构

参数化自动建模程序采用了三层架构的方式,过三层架构,可以减少各个层之间的耦合,方便程序管理、拓展以及维护。

（1）界面层

整体界面采用WPF技术，子窗体通过导航技术实现，和Revit Api有关的操作通过在按钮中调用外部事件实现。

主程序界面

（2）业务逻辑层

业务逻辑层主要包括：根据行业标准《公路工程设计信息模型应用标准》创建涵洞信息数据库、打开Excel表格生成涵洞模型、唯一标志符生成、将相关属性写入数据库、查看图纸五大模块。每一层都是独立的封装，方便了主程序的调用，减少了程序之间的耦合性。

行业规范编码

涵身属性信息

在将《公路工程设计信息模型应用标准》中的编码，转化为数据库中的编码数据库时，采用了面向抽象编程的思路，在行业规范编码整体格式不变的情况下，如果内容变了，无需改变代码，直接一键同步到数据库中。通过打开填写好的Excel表格，能够快速生成模型，这里采用了多线程技术，减少了几何运算所花费的时间，并通过日志系统，可以快速发现Excel表格填写中的错误；此外Excel表格还支持多个涵洞数据填入，这样可以实现模型的批量生成，进一步提高了建模效率。这里的唯一标志在模型的每个构件上都会有，数据库中对应的数据也存在，这样就实现了数模分离，通过数据库可以不断扩展数字化信息。在相关属性写入数据库时，不仅写入了模型的几何信息，还包含了行业标准编码等建设全生命周期的管理需要的相关信息。通过图纸展示功能，能同步查看原图纸，及时和现有模型进行比对，快速查错。

（3）数据库访问层

数据库访问层，主要包括行业规范编码访问层，以及模型属性访问层。通过SQLHelper类的使用，以及基本业务增删改查的封装，大大简化了原有的SQL访问技术，让写代码的人更专注于业务的实现。

（4）模型层

模型层由洞口构件、洞身构件、基础构件组成，依据行业标准《公路工程设计信息模型应用标准》制定，成为界面层、业务逻辑层、数据库访问层的连接纽带。在Net技术下，数据库模型和类模型的生成上，主要有Code First技术与DataBase First技术，不太适合原始数是Excel表格且经常变化的情形。基于此，笔者采用C#开发了一套Excel First技术，能够一键基于大量原始Excel模型表格成对应的数据库模型和类文件。Excel表格如果改了，只需一键即可同步到数据库模型和类文件中。

通过以上步骤就能快速、准确地生成常见的圆管涵模型、盖板涵模型以及箱涵模型。

圆管涵

盖板涵

箱涵

目前使用Revit二次开发涵洞建模程序时，常规的涵洞模型都能快速地生成。对于异形结构，由于Revit本身没有提供很好的族技术支持，实现起来较为困难，需要进一步深入研究。

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知识点：基于Revit的涵洞参数化自动建模研究